Особенности обучения основам программирования студентов непрофильных направлений подготовки

В учебных планах ряда направлений подготовки, не связанных с информатикой, присутствуют учебные дисциплины, предполагающие изучение основ программирования. Например, студенты Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева направления подготовки 23.03.02 Наземные транспортно-технологические комплексы изучают дисциплину «Программирование и программное обеспечение» на третьем курсе, для направления подготовки 05.03.04 Гидрометеорология также на третьем курсе предусмотрена дисциплина «Программирование», для направления подготовки 23.03.01 Технология транспортных процессов дисциплина «Прикладное программирование» – на втором курсе. Во всех приведенных примерах на изучение программирования отводится один семестр. Не вызывает сомнения когнитивная роль изучения основ программирования студентами даже непрофильных направлений подготовки, освоение принципов алгоритмизации и программирования позволяет думать более системно, решать задачи своей предметной области эффективнее, используя логические навыки. Но при организации обучения по по- добным дисциплинам возникает проблема выбора языка программирования, определения наиболее оптимальной тематики учебных занятий при таких сжатых сроках, а также содержания задач, соотносящегося с профессиональными интересами направлений подготовки.

В качестве примера одного из путей решения этой проблемы опишем опыт преподавания дисциплины «Программирование и программное обеспечение» для направления подготовки 23.03.02 Наземные транспортно-технологические комплексы. Целью этой дисциплины является формирование у студентов компетенций, обеспечивающих знание подходов к программному решению задач профессиональной направленности, основ программирования для применения его элементов в своей профессиональной деятельности при реализации обработки, обобщения и анализа данных. В процессе изучения дисциплины рассматриваются этапы программного решения задач, основы алгоритмизации и программирования на примере языка Visual Basic for Applications (VBA) для MS Excel.

Выбор VBA для MS Excel обусловлен вычислительным характером задач, реша- емых в рамках профессиональной деятельности студентов указанного направления подготовки, типовым построением среды VBA, а также достаточностью для работы наличия стандартного офисного приложения MS Excel, что дает широкие возможности для самостоятельной работы не только в компьютерных классах университета, но и за удаленными компьютерами, что особенно актуально при организации дистанционного обучения, например, в сложных эпидемиологических ситуациях. За последние годы сформировался немалый опыт преподавания в цифровой образовательной среде, использования облачных технологий в обучении [1, 2], такой опыт был приобретен и при обучения основам программирования на VBA.

При отборе содержания, учитывая, что по учебному плану на изучение дисциплины отведено всего 34 аудиторных часа практических занятий, в рабочую программу были включены лишь основные темы: общие понятия алгоритмизации и программирования; знакомство со средой VBA; типы величин и операторы присваивания; операторы ввода и вывода; ветвле- ние; циклы; массивы; пользовательские формы; обращение к текстовым файлам. Учебные задачи носили, в основном, вычислительный характер, но с учетом направления подготовки, а итоговые интегрированные индивидуальные задания включили элементы всех изученных тем и имели профессионально-ориентированную направленность. Итоговое задание выполняется в виде формы, через которую вводятся некоторые из исходных данных, осуществляется выбор способа вывода результатов, а также выводятся общие результатные значения. В задании по вариантам описаны (табл. 1):

• -    исходные данные, хранящиеся в двух текстовых файлах;

• -    исходные данные, вводимые через форму;

• -    результаты, которые требуется рассчитать и вывести списком в зависимости от выбора (например, с помощью переключателей) в файл или на лист Excel (при любом варианте вывода необходимо предусмотреть пояснения);

• -    общие результатные значения, которые выводятся на форму.

Таблица 1. Примеры описания исходных и результатных данных заданий

Также оговариваются требования к элементам на форме:

• -    поля ввода для исходных данных;

• -    переключатели для выбора варианта выводы результатного списка;

• -    поля для вывода общих результатов;

• -    кнопка для запуска расчетов и кнопка для закрытия формы;

• -    индивидуальное цветовое оформление и логотип организации.

Содержательная составляющая заданий варьируется в зависимости от направления подготовки. Даже при минимальном наборе тем, изученных за такой краткий курс, студенты с интересом решают подобные задачи в завершении курса.

Для направления подготовки 05.03.04 Гидрометеорология на третьем курсе дисциплина «Программирование» предполагает значительно больший объем, 68 часов аудиторных занятий, что дает возможность расширить количество тем, а также рассмотреть программное решение более интенсивности потока отказов на основании данных наблюдений за состоянием плотин [3] и других предметноориентированных задач, для решения которых требуется реализовать на языке программирования вычислительные алгоритмы, изученные студентами в рамках профессионально-ориентированных учебных дисциплин, и, возможно, для выполнения расчетов для курсовых работ.

Обучение основам программирования студентов непрофильных направлений подготовки способно полноценно достигнуть поставленные цели и сформировать заявленные информационные компетенции при условии оптимального выбора языка программирования, решения задач, связанных с профессиональными интересами направлений подготовки, что позволяет показать студентам целесообразность обучения программированию и возможные приложения приобретенных умений в будущей профессиональной деятельности.

сложных задач, например, определение